[發明專利]一種沉積面傾斜的重塑黏土試樣制備裝置

在審

• 申請號: 202010162203.6
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111289324A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 董彤;柘美;張雪研;李長君;劉欣偉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防工程研究院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36;G01N33/24
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明屬于土工試驗領域，涉及一種沉積面傾斜的重塑黏土試樣制備裝置，用于將流塑態土樣固結成土工試樣，包括試樣成模系統、動力驅動系統、固結排水系統；流塑態土樣安裝在試樣成模系統中，所述動力驅動系統帶動試樣成模系統旋轉并產生離心力，所述固結排水系統設置在試樣成模系統外側，試樣成模系統中的多余水分通過固結排水系統排出裝置。本發明可以實現對試樣的沉積面傾角的定量控制，適用于重塑試樣制備；也可以與現有的土工制樣技術(削樣法、取芯法等)配合使用，解決沉積面傾斜的黏土空心圓柱試樣的制備問題。

技術領域

本發明屬于土工試驗領域，涉及一種沉積面傾斜的重塑黏土試樣制備裝置。

背景技術

實際工程中，應力沿不同方向加載的現象極為普遍。研究表明，應力沿不同方向加載時，土的力學特性不同。

室內實驗中，研究土的力學特性的基本試驗包括：直剪試驗、三軸試驗、真三軸試驗以及空心圓柱扭剪試驗等。對于原狀與重塑粘土而言，大主應力方向與沉積面通常垂直。大部分試驗都不能考慮沿不同方向加載時，應力方向角對土的力學特性的影響。

需要指出的是，雖然空心圓柱扭剪儀能考慮一個應力方向角的影響，但是，在實際工程中，由于地質作用，土體的沉積面往往會發生傾斜，因此，沉積面沿一個方向傾斜而應力沿另一個方向偏轉的現象極為普遍。

人們已經意識到了土的這種特性的重要性，并開展了一些研究。對于重塑砂土試樣而言，通過傾斜灌砂法，可以實現沉積面傾斜試樣的制備，并取得了一定的成果。但是，現有技術中尚無可以有效地制備沉積面傾斜的重塑黏土試樣的標準化裝置。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種沉積面傾斜的重塑黏土試樣制備裝置，可以制備標準化的沉積面傾斜的圓柱狀或空心圓柱狀重塑黏土試樣。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種沉積面傾斜的土工試樣制備裝置，用于將流塑態土樣固結成土工試樣，包括試樣成模系統、動力驅動系統、固結排水系統；流塑態土樣安裝在試樣成模系統中，所述動力驅動系統帶動試樣成模系統旋轉并產生離心力，所述固結排水系統設置在試樣成模系統外側，試樣成模系統中的多余水分通過固結排水系統排出裝置。

可選的，所述試樣成模系統包括內筒、中筒；所述內筒與所述中筒相匹配且固定連接。

可選的，所述內筒與所述中筒相匹配的位置上設有相互配合的透水板。

可選的，所述內筒的外側壁及所述中筒的內側壁上設有相互匹配的凸起和凹槽，用于限制所述內筒與所述中筒之間切向自由度。

可選的，所述內筒包括內筒頂蓋、內筒筒壁及內筒底座。

可選的，所述透水板和所述底座采用銅質小球(直徑1mm以下)組合而成，具有一定強度的同時可以保證只有液體滲透出而固體顆粒被留在內部。

可選的，所述動力驅動系統包括相互連接的電機、傳送帶、減速分離器，所述電機的扭矩通過傳送帶傳送至減速分離器，通過減速分離器帶動試樣成模系統旋轉。

可選的，還包括支撐減震系統，設置在試樣成模系統外側，包括密閉支撐外筒，所述密閉支撐外筒的內壁通過減震桿與試樣成模系統相連。

可選的，所述固結排水系統包括排水管、排水槽、排水孔；所述排水管位于所述試樣成模系統與所述支撐減震系統之間的底部，用于匯集試樣成模系統所排出的液體；所述排水槽在排水管下方，其底部設有排水孔，通過排水孔將液體排出裝置。

可選的，還包括真空加載系統；所述真空加載系統半透膜、真空泵、真空管、排氣孔；所述半透膜設置在試樣成模系統內且包裹流塑態土樣；所述半透膜與密閉支撐外筒之間形成氣密空間，所述真空管連通至該密閉空間，所述真空泵通過真空管抽出氣密空間空氣及水分，水分通過固結排水系統，空氣通過排氣孔排出。